JP6759899B2 - 車両用画像処理装置 - Google Patents
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Description
このような場合に、周囲画像を撮像する撮像装置は、当該車両に搭載されているため、車両が傾いているような状態においては、背景となる周囲画像が傾いて表示されるため、自車両の傾き状態が認識しづらいという不具合があった。
従って、出力画像に含まれる自車両の傾き状態が適切に反映され、より自車両の状態を認識しやすくなることが望まれる。
よって、本実施形態によれば、例えば、出力画像データに対応する出力画像において、車両の傾きを容易に把握して、確実な車両操作を行える。さらに走行している路面の状態も容易に把握できる。
したがって、常に仮想投影面は、車両の傾きの影響を受けずに一定の向きを保持できるので、車両の傾きを容易に把握できる。
したがって、常に仮想投影面は、水平面に対して一定の関係を有し、感覚的に車両の傾きを把握できる。
したがって、出力画像を視認するだけで、安全側への車両操作が行える。
したがって、感覚的に確実に車両の傾きの現状を把握できる。
[1]第1実施形態
図1は、車両に搭載された車載システムの概要構成ブロック図である。
車載システム10は、大別すると、車両用画像処理装置として機能するとともに、車載システム10全体を制御するECU11と、当該車載システム10が搭載された車両周囲の画像を撮像する撮像装置12と、各種のモニタリング画面を表示するモニタ装置13と、各種操作入力を行う入力部14と、ECU11の制御下で車両の制御を行う車両制御システム30と、を備えている。
撮像装置12において、図2に示すように、撮像部12Fは、車両40の前方のフロントグリル41に配置され、車両40の前方向(撮像範囲SF)を撮像し、撮像データをECU11に出力する。また、撮像部12Rは、車両の右側のサイドミラー(ドアミラー)42Rに収納され、車両40の右方向(撮像範囲SR)を撮像し、撮像データをECU11に出力する。また、撮像部12Lは、車両40の左側のサイドミラー(ドアミラー)42Lに収納され、車両40の左方向(撮像範囲SL)を撮像し、撮像データをECU11に出力する。さらに撮像部12Bは、車両40の後方のリアハッチ43などに配置され、車両の後方(撮像範囲SB)を撮像し、撮像データをECU11に出力する。
この場合において、撮像部12F、12R、12L、12Bは、それぞれ所定のフレームレートで画像データ、すなわち動画データを出力することが可能となっている。
本実施形態においては、撮像装置12は、四つの撮像部12F、12R、12L、12Bを備えているが、必要に応じて三つ以下でも良いし、五つ以上でもよい。また、複数の撮像部12F、12R、12L、12Bのそれぞれの撮像範囲SF、SR、SL、SBは同一である必要は無く、撮像装置12において必要な撮像範囲が確保されれば、異なっていてもよい。
モニタ装置13は、ナビゲーションシステムやオーディオシステムと兼用される。
後輪操舵システム17は、舵角センサ17aの出力に応じて、後輪の操舵を行う。
ここで、舵角センサ17aは、上述したように、後輪の操舵量を検出するセンサであり、例えば、ホール素子などを用いて構成される。ここで、後輪の操舵量は、例えば、回転角度として検出され、後輪操舵システム17に出力される。
また、アクセルセンサ21は、例えば、図示しないアクセルキペダルの操作量を検出するセンサである。
前輪操舵システム22は、トルクセンサ22aの出力及びステアリングホイールの操作量に応じて、前輪の操舵を行う。
シフトセンサ23は、例えば、変速操作部の可動部の位置を検出するセンサであり、変位センサなどを用いて構成される。ここで、変速操作部の可動部としては、例えば、レバーや、アーム、ボタン等が挙げられる。
方向指示器24は、方向指示用のライトの点灯、消灯、点滅等を指示する信号を出力する。
また、ECU11は、MPU11aに代えて、DSP(Digital Signal Processor)等の他の論理演算プロセッサや論理回路等を用いる構成とすることも可能である。
さらにまた、フラッシュメモリ11d、SSDあるいはHDDは、ECU11とは別に設けられてもよい。
ECU11は、出力画像が表示されるよう、表示部13aを制御する。ECU11は、画像処理装置あるいは表示制御部の一例である。
ECU11は、ハードウェアとソフトウェア(プログラム)との協働によって、車両用画像処理装置として機能している。
ECU11は、大別すると、画像処理部60及び記憶部70として機能する。
車両の状況に応じて上記仮想投影面を変更可能である。よって、例えば、出力画像において、車両の状況に応じたより好都合な表示形態が得られやすい。車両の状況は、例えば、車両の速度や、車両の傾き、車両と周辺の物体との距離等である。
図4は、第1実施形態のECUの動作処理フローチャートである。
まず、車両傾き検出部65として機能するECU11は、非接触計測装置15の計測結果に基づいて車両40の傾きを検出する(ステップS11)。
図5(a)は、仮想投影面Spの平面図、図5(b)は、仮想投影面Spの側面図、図5(c)は、仮想投影面SpのA−A断端面図である。
図5の例では、仮想投影面Spは、水平面Grに平行な底面Spgと、底面Spgすなわち水平面Grから立ち上がった側面Spsと、を有している。
この場合において車両40の中心GcをZ軸が通るとした場合に、Z軸を含む平面と交差する側面Spsの断面の形状は、図6に示すように、例えば、楕円の周状あるいは放物線状とされている。ここで、側面Spsは、底面Spgの周に沿って、車両40の周囲を取り囲んでいる。
図7においては、説明の簡略化のため、撮像部12Rを例として説明する。
撮像部12Rの撮像可能範囲は、例えば、図7に示すように、上下方向で方向DR1〜DR2の間であり、その間に対応する画像が仮想投影面Spに投影されるものと仮定される。
ところで、車両40が傾いている場合、仮想投影面Spも傾いて、図8に示す仮想投影面Sp1のような状態となる。この傾いた仮想投影面Sp1をそのままの状態で取り扱うと、仮想投影面Sp1には、車両40周囲の相対的に傾いた状態の画像が投影されることとなり車両40の状態(姿勢)を客観的に見ることはできなくなってしまう。
この結果、車両40が傾いていても仮想投影面Spの底面Spgが水平面Grと等しくなり、水平面Grを基準とした仮想投影画像GIpを得ることができる。
図10は、出力画像の一例の説明図である。
上記第1実施形態においては、仮想投影面Spが車両40が傾く場合には、一体となって傾く場合のものであったが、本第2実施形態は、仮想投影面Spが車両40の傾きの影響を受けることなく(水平面に)固定とした場合の実施形態である。
図11は、第2実施形態のECUの動作処理フローチャートである。
まず、車両傾き検出部65として機能するECU11は、非接触計測装置15の計測結果に基づいて車両40の傾きを検出する(ステップS21)。
上記各実施形態において、撮像部12F、12R、12L、12Bは、車両40の下面に対向する路面(道路等)を撮像することはできない。すなわち、実際に車両40が走行している路面についての情報を得ることはできなかった。
従って、現在走行している路面を撮像していた過去の撮像データに基づいて、現在走行している路面についても表示を行えることとなる。
図12において、車両40は、路面(道路)RD上を図12上部に示す位置を走行しており、撮像部12Fの当該位置における撮像画像は、画像GIcFとなっている。
この車両40Pの位置を走行していたときに得られる画像GIcFPは、障害物Baを含む車両40が走行している路面の画像となっている。
そこで、本第3実施形態においては、仮想投影面Spの底面Spgを含む所定の領域に投影する画像として、車両40Pの位置を走行していたときに得られる画像GIcFPを用いて車両40が現在走行している場所で撮像した画像と合成することによって、現在の走行状態を表示するようにしている。
出力画像Gout1は、仮想視点Epを車両40の後方に設定した場合のものであり、車両40の前方の画像については、図12に示した車両40の位置を走行していたときに得られる画像GIcFを用いた視点画像GIbを用い、車両40の下面に対向する路面(道路等)についての画像は、図12に示した車両40Pの位置を走行していたときに得られる路面RDpを含む画像GIcFPを用いた視点画像GIbPとなっている。
図14は、第4実施形態の説明図である。
図14(a)は、車両40が左右方向に角度θ1だけ傾いた状態で走行している場合の車両40の後方に仮想視点Epを設定した場合の出力画像Gout11を示している。
従って、本第4実施形態によれば、車両40の傾き状態を客観的に判断する情報を提供することができる。
上記各実施形態においては、車両モデル画像40Mは、車両40の傾きを視覚的に表示するために表示されており、その表示態様は、車両40の傾き状態に拘わらず一定であった。
したがって、必ずしも直感的に車両の傾き状態を把握できるものとはなっていなかった。
図15は、車両が登坂中の状態において、車両40の右側方に仮想視点Epを設定した場合の車両モデル画像40Mの表示例である。
図16は、車両40がバンクのある路面を走行中の状態において、車両40の前方に仮想視点Epを設定した場合の車両モデル画像40Mの表示例である。
また、色を変更するばかりで無く、例えば、車両の傾きが非常に大きくなっている状態においては、車両モデル画像40Mを点滅表示としたり、点滅速度を変更したりするような表示態様の変更も可能である。
図17は、第6実施形態の説明図である。
本第6実施形態は、車両40の傾きの表示に加えて、あらかじめ設定した基準高度からの現在の車両40の相対高度を出力画像に表示する場合の実施形態である。
図17に示すように、車両40Rの高度にいたときに基準高度を設定した場合、現在の車両40の相対高度が図17に示すような状態であったものとする。
出力画像Gout21には、背景画像として視点画像GIbが表示され、背景画像である視点画像GIbの手前には、車両40の状態(傾き状態)を表示するための車両モデル画像40Mが水平面Grに対して傾いた状態で表示されている。
従って、ユーザは、自車両40が設定した基準高度に対する現在の相対高度(例えば、登坂高度差)を視覚的に容易に把握することができる。
図19は、第7実施形態の説明図である。
本第7実施形態は、ある時間前に坂SLPを上ろうとしていた車両40Pで示す位置にいた車両40が、坂SLPを登り切った頂上部SLPTに車両40の前輪TFが到達した状態でユーザにその旨を告知するための実施形態である。
そこで、本第7実施形態は、坂SLPを登り切った頂上部SLPTに車両40の前輪TFが到達した状態を告知するのである。
図20(a)は、車両40が車両40Pの位置にいた場合に、車両40の後方に仮想視点Epを設定した場合の出力画像Gout31である。
以上の説明のように、第7実施形態によれば、前輪TFが頂上部SLPTに到達した場合に、より確実に前輪TFのグリップ力を確保して登坂を完了させることができる。
本第8実施形態は、車両40の傾きを検出する加速度センサ(3軸加速度センサの一部あるいは全部)が故障した場合の実施形態である。
この場合には、当該故障した加速度センサの出力を0として扱うとともに、出力画像GoutにエラーコメントECを表示してユーザに告知する。
上記各実施形態においては、仮想投影面Spを構成している底面Spgは単なる平面として扱っていたが、本第9実施形態は、車両40のタイヤ毎に底面を割り当ててより実際の路面状態に近い表示を行うための実施形態である。
図22の場合、図5の場合と異なり、仮想投影面Spは、タイヤ毎に割り当てられた4つの副底面SpgRF、SpgRR、SpgLF、SpgLRを含む底面Spgと、底面Spgすなわち水平面Grから立ち上がった側面Spsと、を有している。
図23に示すように、仮想投影面Spの副底面SpgRFは車両40の右前輪TRFに対応し、副底面SpgRRは車両40の右後輪TRRに対応し、副底面SpgLFは車両40の左前輪TLFに対応し、副底面SpgLRは車両40の左後輪TLRに対応している。
本第9実施形態においては、右前輪TRF、右後輪TRR、左前輪TLF及び左後輪TLRのそれぞれには、対応するタイヤ(車輪)の圧力分布(もしくは形状変化)を検出するための左右一対のセンサSS1及びセンサSS2が配置されている。
以上の説明のように、各実施形態によれば、車両40の傾きを出力画像で視覚的に容易に把握でき、ユーザは車両40の傾きに基づいて必要な操作を確実に行うことが可能となる。
以上、本発明の実施形態を例示したが、上記実施形態は一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、組み合わせ、変更を行うことができる。また、各例の構成や形状は、部分的に入れ替えて実施することも可能である。また、各構成や形状等のスペック(構造や、種類、方向、形状、大きさ、長さ、幅、厚さ、高さ、数、配置、位置、色、パターン等)は、適宜に変更して実施することができる。
例えば、車両40の速度が第一の速度である場合にあっては、車両40の遠方に該当する箇所が急峻に立ち上がる仮想投影面Spを設定し、車両40の速度が第1の速度よりも低い第2の速度である場合にあっては、車両40の近傍から車両40の遠方にかけて緩やかに立ち上がる仮想投影面を用いたり、車両40の近傍に該当する箇所が急峻に立ち上がる仮想投影面を用いたりするように構成することも可能である。
例えば、仮想投影面Spの側面Spsは曲面であってもよいし、仮想投影面Spの側面Spsと底面Spgとが一連の曲面であってもよい。
、31…画像データ取得部、40、40P、40R…車両、40I…車両アイコン
、40M…車両モデル画像、60…画像処理部、61…画像データ取得部、62…画像、CS1、CS2…接地面、Gout、Gout1〜Gout32…出力画像、Sp、Sp1 仮想投影面、Sps…側面、Spg…底面、SpgRF、SpgLF、SpgRR、SpgLR…副底面、SS1、SS2…センサ、合成部、63…仮想投影画像データ生成部、64…視点画像データ生成部、65…検出部、66…出力画像データ生成部、67…データ取得部、68…可変設定部、70…記憶部、AIND…相対高度表示インジケータ、Ba…障害物、CM…コメント、EC…エラーコメント、Ep…仮想視点、GG…ゲージ画像、GI…ゲージインデックス、GIb…視点画像、GIp…仮想投影画像。
Claims (5)
- 車両の傾きに対応する傾き情報及び前記車両の周囲を撮像した周囲画像データに基づいて、予め配置位置が設定された仮想投影面に前記周囲画像データに対応する周囲画像を投影したと仮定した場合に所定の仮想視点から見た場合の視点画像を生成する視点画像生成部と、
前記視点画像に前記傾き情報に対応する前記車両の傾きに応じた傾きを有する自車両モデル画像を重畳した出力画像を表示装置に表示させるための出力画像データを生成し出力する出力画像生成部と、を備え、
前記仮想投影面は、水平面に対向するように配置された底面と、前記車両の周囲の水平方向に対向するように配置された側面と、を有し、
前記底面は、前記車両の各車輪の接地面をそれぞれ含むように、あるいは、接地面と平行となるようにそれぞれ独立して傾けることが可能な複数の副底面を有する、
車両用画像処理装置。 - 前記仮想投影面は、前記傾きがない状態の前記車両に対応づけて前記車両を取り囲むように前記車両の周囲に三次元的に配置されるように設定されており、
前記視点画像生成部は、前記傾き情報に基づいて、前記車両の傾きを相殺するように前記仮想投影面を設定する投影面設定部を備えた、
請求項1記載の車両用画像処理装置。 - 前記投影面設定部は、前記仮想投影面が基準水平面に対して固定されているように設定する、
請求項2記載の車両用画像処理装置。 - 車両の傾きに対応する傾き情報及び前記車両の周囲を撮像した周囲画像データに基づいて、予め配置位置が設定された仮想投影面に前記周囲画像データに対応する周囲画像を投影したと仮定した場合に所定の仮想視点から見た場合の視点画像を生成する視点画像生成部と、
前記視点画像に前記傾き情報に対応する前記車両の傾きに応じた傾きを有する自車両モデル画像を重畳した出力画像を表示装置に表示させるための出力画像データを生成し出力する出力画像生成部と、を備え、
前記車両全体のいずれかの方向への水平面に対する傾きが当該方向に対応する所定の傾き閾値を超えた場合にその旨を告知するための告知情報を前記出力画像に含める、
車両用画像処理装置。 - 前記告知情報は、前記自車両モデル画像の表示態様の変更、若しくは、コメントあるいはゲージ画像等の追加情報の表示としてなされる、
請求項4記載の車両用画像処理装置。
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